一種高性能逆變電源的實現(xiàn)

　　式(1)為雙極性調制且開關角個數(shù)N為奇數(shù)時的表達式，式(2)為雙極性調制且開關角個數(shù)N為偶數(shù)時的表達式，式(3)為單極性調制時的表達式。設逆變器輸出基波電壓幅值與輸入直流母線電壓比值為M，假定式(1)、式(2)對應的PWM波形用于三相逆變器，式(3)對應的PWM波形用于單相逆變器，則式(1)~(3)式可得出相對應的消諧方程分別如(4)~(6)式所示。求解上述方程即可得到一組開關切換角，將此切換角轉化為單片機定時計數(shù)脈沖數(shù)據(jù)表保存在程序存儲器中，供實時控制時查詢。

　　控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)是按照給定信號的要求，控制并調節(jié)主電路開關管的開通與關斷，從而控制主電路產生期望的輸出電壓，并使輸出電壓盡可能地跟隨給定的電壓信號。圖1給出了逆變電源的硬件電路基本框圖。觸發(fā)脈沖的產生采用數(shù)字電路的方法，完全可以用控制器的軟件程序來實現(xiàn)其功能，節(jié)約了成本，而且相比較于模擬電路，這種方法的抗干擾能力較強。

　　逆變電路控制系統(tǒng)以AVR單片機為核心[1]，其功能主要是產生全橋逆變電路中開關管的驅動信號，同時通過實時采樣線路電壓和電流來實現(xiàn)逆變電源的調節(jié)和保護。對于直流母線側的輸入電壓信號，采用霍爾傳感器變壓后，電壓信號經過由運算放大器組成的射級跟隨器，送到窗口比較器，窗口的上下兩閾值分別對應過電壓和欠電壓限值，如果在窗口范圍內則電壓正常，否則輸出過電壓或欠電壓故障信號;對于直流母線側的電流信號，采用采樣電阻對其進行測量，采樣電阻兩端電壓送運算放大器放大和抗干擾濾波處理后，與設定的過電流閾值比較，實現(xiàn)逆變器的輸出或內部電路過電流的報警和處理。以上兩種保護信號經過邏輯與處理，送到單片機的外部中斷請求輸入引腳，無論何種情況引起的故障信號，均可以向單片機提出中斷請求，單片機響應中斷，通過封鎖所有開關管的驅動信號來實現(xiàn)保護，同時給出故障指示。